Livermore laboratorijos modeliai rodo, kaip branduolinis sprogdinimas šalia asteroido galėtų jį suardyti

Lawrence Livermore National Laboratory tyrėjai, vadovaujami Isaiah Santistevan, sukūrė trimačius modelius, rodančius, kas nutiktų asteroidui, jei šalia jo būtų susprogdintas branduolinis užtaisas. Darbas paskelbtas žurnale The Planetary Science Journal.

Modeliuose užtaisas neliečia paviršiaus. Sprogimo rentgeno spinduliuotė akimirksniu įkaitina ir išgarina ploną uolienos sluoksnį, o išsisklaidantys garai veikia kaip reaktyvinė jėga.

Iš pradžių komanda atliko daugiau kaip 1 500 vienmačių skaičiavimų su kodu Spheral ir palygino juos su nusistovėjusio Livermore kodo Ares rezultatais. Kadangi rezultatai sutapo, tyrėjai perėjo prie sudėtingesnių modelių – trijų trimačių netaisyklingos formos, maždaug 160 metrų skersmens asteroido irimo scenarijų. Juose buvo keičiami sprogdinimo atstumas ir medžiagos polinkis skilinėti.

Ilgiausioje simuliacijoje 98 proc. asteroido medžiagos patyrė visišką pažeidimą, o 97 proc. išsisklaidė greičiau nei pabėgimo greitis. Dauguma nuolaužų judėjo priešingomis kryptimis, todėl toks kūnas nebegalėtų vėl susitelkti dėl savo gravitacijos.

Tyrėjų teigimu, netikėtai veiksmingas pasirodė ir tolimesnis sprogdinimas. Nors į asteroidą jis perdavė mažiau bendros energijos, pažeidimai buvo platesni, nes energija pasiskirstė didesniame plote.

Tokie skaičiavimai reikalauja labai daug išteklių. Ilgiausia simuliacija naudojo 1 680 procesorių 59 dienas, tačiau fizikinį laiką pastūmėjo tik 145 milisekundėmis. Tyrėjai pažymi, kad norint įrodyti tikrą suirimą, dar reikėtų parodyti, jog nė viena nuolauža nėra didesnė nei 10 metrų ir kad jos tolsta, o ne vėl sulimpa. Dabartinių skaičiavimų tam nepakanka.

2022 metais NASA pademonstruotas kinetinis smūgis į Dimorphos tinka mažesniems kūnams ir tada, kai perspėjimo laikas yra ilgas. Tačiau objektui, panašiam į Bennu – 500 metrų skersmens ir 79 mlrd. kilogramų masės – esant dešimties metų perspėjimui, reikėtų nuo 34 iki 53 smogiamųjų aparatų. Būtent tokie skaičiai ir palaiko susidomėjimą branduoliniu variantu.

Toliau Livermore tyrėjai planuoja į modelius įtraukti birias, iš nuolaužų sudarytas struktūras ir palyginti skaičiavimus su laboratoriniais eksperimentais, atliekamais su miniatiūriniais taikiniais.